USART（串口）代码该怎样去实现呢

一、串口通讯方式

这里就不再累赘阐释了，看以前的篇章 UART/ USRAT、I2C、SPI通信方式扫盲

二、USART收发功能框图







三、USART模式配置

1、各模式功能支持





2、I/O复用配置






四、代码实现过程

在这次例程中，我们配置成 UART（异步串口），这是我们比较常用的，而 USART（同步串口）只是多了一条时钟线，所以，在用 UART时，我们需要引入一个可以判断是否接受完成的节点，可以是时间超时判定，结束符判定等等
在配置之前我们先定义一个接收的结构体

#define RxBUFFER_SIZE           0xFF

typedef struct
{
        uint8_t RxBuffer[RxBUFFER_SIZE];                // 接收暂存缓冲区
        __IO uint8_t RxCounter;                                // 接收数据个数
        uint8_t Receiving_Time;                                // 接收时间
        uint8_t Frame_flag;                                // 一帧完成标志
}EVAL_COMx_TypeDef;
由于发送用的缓冲区我们可以共用（毕竟发送的时候只能单发），所以就只是定义一个数组就好了


#define TxBUFFER_SIZE           100

uint8_t g_TxCounter = 0;                         // 发送数据个数
uint8_t TxBuffer[TxBUFFER_SIZE] = {0};                // 发送暂存缓冲区
好了，现在就开始配置我们的 UART吧


1、UART1功能配置：


#define BAUDRATE_1                115200;                        // 波特率设置        支持的波特率：115200,19200,9600,38400,57600,1200,2400,4800

#define EVAL_COM1                USART1

/************************************************
函数名称 ： UART1_Comfig
功    能 ： UART1端口配置
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void UART1_Comfig(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    /* config GPIOA clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
       
    /* config USART1 clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    /* USART1 GPIO config */
    /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* Enable the USART1 Interrupt */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    /* USART1 mode config */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = BAUDRATE_1;              // 获取波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;   // 配置帧数据字长
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;        // 配置停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;          // 配置校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  // 配置硬件流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    // 配置工作模式
    USART_Init(EVAL_COM1, &USART_InitStructure);

    USART_ITConfig(EVAL_COM1, USART_IT_RXNE, ENABLE);             // 使能串口接收中断
    USART_Cmd(EVAL_COM1, ENABLE);                                 // 使能串口
}
2、中断接收处理：


/************************************************************************/
/*            STM32F10x USART Interrupt Handlers                        */
/************************************************************************/

/**
  * @brief  This function handles USART1 global interrupt request.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void USART1_IRQHandler(void)
{
    if(USART_GetITStatus(EVAL_COM1, USART_IT_RXNE) != RESET)    // 判断接收
    {
        /* Read one byte from the receive data register */
    #if 0
        Usart1.RxBuffer[Usart1.RxCounter++] = (USART_ReceiveData(EVAL_COM1) & 0x7F);  // 如果使能了奇偶校验，则最高位 bit 8需要省掉
    #else
        Usart1.RxBuffer[Usart1.RxCounter++] = (USART_ReceiveData(EVAL_COM1) & 0xFF);  // 获取数据
    #endif

        if(Usart1.RxCounter >= RxBUFFER_SIZE)    // 判断是否超出接收最大长度
        {
//            /* Disable the EVAL_COM1 Receive interrupt */
//            USART_ITConfig(EVAL_COM1, USART_IT_RXNE, DISABLE);

            Usart1.Frame_flag = 0;               // 接收完成标志清零
            Usart1.RxCounter = 0;                // 计数清零
            Usart1.Receiving_Time = 0;           // 接收超时时间清零
        }
        Usart1.Receiving_Time = 2;               // 设置超时判定时间
    }

    /* 因为我们不去利用中断进行发送，所以下面的操作屏蔽掉 */
//  if(USART_GetITStatus(EVAL_COM1, USART_IT_TXE) != RESET)
//  {
//    /* Write one byte to the transmit data register */
//    USART_SendData(EVAL_COM1, TxBuffer[TxCounter++]);

//    if(TxCounter == RxBUFFER_SIZE)
//    {
//      /* Disable the EVAL_COM1 Transmit interrupt */
//      USART_ITConfig(EVAL_COM1, USART_IT_TXE, DISABLE);
//    }
//  }
}


在官方给的串口中断处理函数中，读取接收字符的代码为：RxBuffer[RxCount++] = (USART_ReceiveData(USART1) & 0x7F);这里为什么与的不是 0xFF而是 0x7F，这是因为在查看手册后，了解到无论串口配置时选的数据宽度为 8bit还是 9bit，其最高位一般保留为奇偶检验的结果位，因此奇偶检验使能的情况下读取实际数据的话应该省掉最高位
在这里，用了超时判定来作为是否接收完一帧，所以还要在时间定时器中进行判定，判定如下：

if(Usart1.Receiving_Time)
{
    Usart1.Receiving_Time--;
    if(!Usart1.Receiving_Time)
        Usart1.Frame_flag = 1;
}
至于什么时候才算一帧数据完成，这就取决于你设定的超时时间系数
3、发送输出处理：

/************************************************
函数名称 ： USART_SendByte
功    能 ： 串口字符发送
参    数 ： c ---- 发送的数据
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void USART_SendByte( USART_TypeDef* USARTx, uint8_t c )
{     
        USART_SendData(USARTx, c);
       
        while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

/************************************************
函数名称 ： USART_SendString
功    能 ： 串口字符串发送
参    数 ： USARTx ---- 串口
                        pData ---- 字符串
                        Length ---- 长度
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void USART_SendString( USART_TypeDef* USARTx, const uint8_t *pData, uint16_t Length )
{
    while(Length--)
    {
        USART_SendByte(USARTx, *pData);
        pData++;
    }
}

/************************************************
函数名称 ： USART_Printf
功    能 ： 串口打印输出
参    数 ： USARTx ---- 串口
                        String        ---- 字符串
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void USART_Printf( USART_TypeDef* USARTx, char *String )
{
    do
    {
        USART_SendByte(USARTx, *String);
        String++;
    }while((*String) != '');
}

五、printf()函数重定向

在官方提供的例程中，我们可以在 main.c文件中可以看到以下这个例程函数：

/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    /* Place your implementation of fputc here */
    /* e.g. write a character to the USART */
    USART_SendData(EVAL_COM1, (uint8_t) ch);

    /* Loop until the end of transmission */
    while (USART_GetFlagStatus(EVAL_COM1, USART_FLAG_TC) == RESET)
    {}

    return ch;
}
看注释我们知道这是官方给出的将 C库的 printf函数重定向到 USART的模版，那么我们修改一下，变成以下这样：

#define DEBUG_UART                USART1

/************************************************
函数名称 ： fputc
功    能 ： 重定向 c库函数 printf到 DEBUG_UART
参    数 ： ch
返 回 值 ： 无
*************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    /* 发送一个字节数据到 DEBUG_UART */
    USART_SendData(DEBUG_UART, (uint8_t) ch);

    /* 等待发送完毕 */
    while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_UART, USART_FLAG_TXE) == RESET);

    return (ch);
}

/************************************************
函数名称 ： fgetc
功    能 ： 重定向 c库函数 scanf到 DEBUG_UART
参    数 ： f ---- 文件
返 回 值 ： 无
*************************************************/
int fgetc(FILE *f)
{
    /* 等待 DEBUG_UART输入数据 */
    while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_UART, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

    return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_UART);
}

六、总工程代码

bsp_uart.c 源文件



#include "bsp_uart.h"


#define BAUDRATE_1                115200;                        // 波特率设置        支持的波特率：115200,19200,9600,38400,57600,1200,2400,4800

uint8_t g_TxCounter = 0;                                 // 发送数据个数
uint8_t TxBuffer[TxBUFFER_SIZE] = {0};        // 发送暂存缓冲区

EVAL_COMx_TypeDef Usart1,Usart2;

/************************************************
函数名称 ： UART1_Comfig
功    能 ： UART1端口配置
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void UART1_Comfig(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    /* config GPIOA clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
       
    /* config USART1 clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    /* USART1 GPIO config */
    /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* Enable the USART1 Interrupt */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    /* USART1 mode config */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = BAUDRATE_1;              // 获取波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;   // 配置帧数据字长
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;        // 配置停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;          // 配置校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  // 配置硬件流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    // 配置工作模式
    USART_Init(EVAL_COM1, &USART_InitStructure);

    USART_ITConfig(EVAL_COM1, USART_IT_RXNE, ENABLE);             // 使能串口接收中断
    USART_Cmd(EVAL_COM1, ENABLE);                                 // 使能串口
}

/************************************************
函数名称 ： USART_SendByte
功    能 ： 串口字符发送
参    数 ： c ---- 发送的数据
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void USART_SendByte( USART_TypeDef* USARTx, uint8_t c )
{     
        USART_SendData(USARTx, c);
       
        while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

/************************************************
函数名称 ： USART_SendString
功    能 ： 串口字符串发送
参    数 ： USARTx ---- 串口
                        pData ---- 字符串
                        Length ---- 长度
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void USART_SendString( USART_TypeDef* USARTx, const uint8_t *pData, uint16_t Length )
{
    while(Length--)
    {
        USART_SendByte(USARTx, *pData);
        pData++;
    }
}

/************************************************
函数名称 ： USART_Printf
功    能 ： 串口打印输出
参    数 ： USARTx ---- 串口
                        String        ---- 字符串
返 回 值 ： 无
*************************************************/
void USART_Printf( USART_TypeDef* USARTx, char *String )
{
    do
    {
        USART_SendByte(USARTx, *String);
        String++;
    }while((*String) != '');
}


/************************************************
函数名称 ： fputc
功    能 ： 重定向 c库函数 printf到 DEBUG_UART
参    数 ： ch
返 回 值 ： 无
*************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    /* 发送一个字节数据到 DEBUG_UART */
    USART_SendData(DEBUG_UART, (uint8_t) ch);

    /* 等待发送完毕 */
    while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_UART, USART_FLAG_TXE) == RESET);

    return (ch);
}

/************************************************
函数名称 ： fgetc
功    能 ： 重定向 c库函数 scanf到 DEBUG_UART
参    数 ： f ---- 文件
返 回 值 ： 无
*************************************************/
int fgetc(FILE *f)
{
    /* 等待 DEBUG_UART输入数据 */
    while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_UART, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

    return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_UART);
}


/************************************************************************/
/*            STM32F10x USART Interrupt Handlers                        */
/************************************************************************/

/**
  * @brief  This function handles USART1 global interrupt request.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void USART1_IRQHandler(void)
{
    if(USART_GetITStatus(EVAL_COM1, USART_IT_RXNE) != RESET)    // 判断接收
    {
        /* Read one byte from the receive data register */
        Usart1.RxBuffer[Usart1.RxCounter++] = (USART_ReceiveData(EVAL_COM1) & 0x7F);  // 获取数据

        if(Usart1.RxCounter >= RxBUFFER_SIZE)    // 判断是否超出接收最大长度
        {
//            /* Disable the EVAL_COM1 Receive interrupt */
//            USART_ITConfig(EVAL_COM1, USART_IT_RXNE, DISABLE);

            Usart1.Frame_flag = 0;               // 接收完成标志清零
            Usart1.RxCounter = 0;                // 计数清零
            Usart1.Receiving_Time = 0;           // 接收超时时间清零
        }
        Usart1.Receiving_Time = 2;               // 设置超时判定时间
    }

    /* 因为我们不去利用中断进行发送，所以下面的操作屏蔽掉 */
//  if(USART_GetITStatus(EVAL_COM1, USART_IT_TXE) != RESET)
//  {
//    /* Write one byte to the transmit data register */
//    USART_SendData(EVAL_COM1, TxBuffer[TxCounter++]);

//    if(TxCounter == RxBUFFER_SIZE)
//    {
//      /* Disable the EVAL_COM1 Transmit interrupt */
//      USART_ITConfig(EVAL_COM1, USART_IT_TXE, DISABLE);
//    }
//  }
}


/*---------------------------- END OF FILE ----------------------------*/





bsp_uart.h 头文件


#ifndef __BSP_UART_H
#define __BSP_UART_H


#include
#include "stm32f10x.h"

#define DEBUG_UART                        USART1
#define EVAL_COM1                        USART1
#define EVAL_COM2                        USART2

#define TxBUFFER_SIZE           100
#define RxBUFFER_SIZE           0xFF

typedef struct
{
        uint8_t RxBuffer[RxBUFFER_SIZE];                // 接收暂存缓冲区
        __IO uint8_t RxCounter;                                // 接收数据个数
        uint8_t Receiving_Time;                                // 接收时间
        uint8_t Frame_flag;                                // 一帧完成标志
}EVAL_COMx_TypeDef;
extern EVAL_COMx_TypeDef Usart1,Usart2;

extern uint8_t g_TxCounter;
extern uint8_t TxBuffer[TxBUFFER_SIZE];

void UART1_Comfig(void);
void USART_SendByte( USART_TypeDef* USARTx, uint8_t c );
void USART_SendString( USART_TypeDef* USARTx, const uint8_t *pData, uint16_t Length );
void USART_Printf( USART_TypeDef* USARTx, char *String );


#endif        /* __BSP_UART_H */


/*---------------------------- END OF FILE ----------------------------*/





main.c 文件


/**
  ******************************************************************************
  * @file    Project/STM32F10x_StdPeriph_Template/main.c
  * @author  MCD Application Team
  * @version V3.5.0
  * @date    08-April-2011
  * @brief   Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS
  * WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE
  * TIME. AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY
  * DIRECT, INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING
  * FROM THE CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE
  * CODING INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS.
  *
  *

© COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics

  ******************************************************************************
  */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"
#include
#include "bsp.h"
#include "bsp_uart.h"



/* Private functions ---------------------------------------------------------*/

/************************************************
函数名称 ： main
功    能 ： 主函数入口
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
*************************************************/
int main(void)
{
    /* Initial Configuration */
    SystemInit();
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    SysTick_Init();
    UART1_Comfig();
       
    /* -------- End -------- */
       
       
    /* Infinite loop */
    while (1)
    {
        if(Usart1.Frame_flag)
        {
            Usart1.Frame_flag = 0;
            USART_SendString(USART1, Usart1.RxBuffer, Usart1.RxCounter);
            printf("n>>>>> 接收成功n");
            Usart1.RxCounter = 0;
        }
    }
}

#if 0
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    /* Place your implementation of fputc here */
    /* e.g. write a character to the USART */
    USART_SendData(EVAL_COM1, (uint8_t) ch);

    /* Loop until the end of transmission */
    while (USART_GetFlagStatus(EVAL_COM1, USART_FLAG_TC) == RESET)
    {}

    return ch;
}

#endif

#ifdef  USE_FULL_ASSERT

/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
    /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
       ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %drn", file, line) */

    /* Infinite loop */
    while (1)
    {
    }
}
#endif

/**
  * @}
  */


/******************* (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics *****END OF FILE****/


在这里，没有把 UART的串口中断放到 stm32f10x_it.c文件中，是个人觉得统一放在自定义的 uart文件中易于管理，包括后面的 Time、ADC等，而那些 I/O中断就放回 stm32f10x_it.c文件中（主要是觉得不可能一些 LED、Key什么的，又创一个 bsp文件给她吧，这样就太太累赘了）；还有就是那个超时判定的那部分在定时器中代码并没有贴出来。